Bağırsak Mikropları ve Hormonların Tatlı İsteğinizi Nasıl Şekillendirdiği
Çin’den Yapılan Çalışmada Tatlı Tüketimi ve Metabolik Sağlık Stratejileri Yeniden Şekillenebilir
Son zamanlarda, Nature Microbiology dergisinde yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar Çin’de serbest yağ asidi reseptörü 4 (Ffar4)’ün beslenme şekeri tercihini düzenlemedeki rolünü inceledi. Araştırma, bağırsak Ffar4 ekspresyonu, bağırsak mikrobiyotası ve şeker tüketim davranışı arasında bir bağlantı keşfetti. Bulgular ayrıca, bağırsak kaynaklı metabolitleri keşfederek şeker alımını yönetme ve ilişkili metabolik bozukluklarla mücadele etmek için potansiyel stratejiler önerdi.
Arka Plan
Ffar4 doğal şekerler ile yapay tatlandırıcıları ayırt eder: Reseptörün rolü metabolik sinyalin ötesine doğal şeker türleri arasında farklılaşmaya uzanır, yapay tatlandırıcılar gibi aspartam veya sakarin tercihinde bulunmaz.
Aşırı şeker tüketiminin obezite ve tip 2 diyabet gibi küresel sağlık sorunlarına önemli ölçüde katkıda bulunduğu belirlenmiştir. Çalışmalar, şeker açısından zengin yiyecekleri tercih etmenin karmaşık etkileşimlerden kaynaklandığını ve bağırsak mikrobiyotasının da metabolit üretimi yoluyla ev sahibi metabolizmayı ve beslenme davranışlarını etkilediğini göstermektedir. Bu da bağırsak-beyin aksı ve karaciğerden beyine hormonal sinyalleşmenin beslenme tercihlerini düzenlemede kritik yollar olduğunu işaret etmektedir.
Araştırma
Çalışma, insan ve fare modellerinde bir dizi entegre yaklaşımla bağırsak Ffar4, bağırsak mikrobiyomu ve beslenme şekeri tercihi arasındaki ilişkiyi araştırdı. Araştırmacılar öncelikle diyabet hastalarında ve çeşitli diyabetik fare modellerinde bağırsak ve sistemik Ffar4 ekspresyonunu analiz ettiler ve Ffar4 seviyeleri ile şeker tercihi arasında korelasyonlar kurarak ilişkiyi sağlamlaştırdılar. Dayanıklılığı sağlamak için otoimmün diyabet (NOD−/−) dahil olmak üzere üç farklı diyabetik fare modeli kullanıldı.
Sonra sistemik knockout fareler ve doku spesifik knockout fare modelleri oluşturuldu, bunlar arasında bağırsak epitel hücre spesifik knockouts da vardı, Ffar4’ün fonksiyonel rolünü belirlemek için. Tersine, bağırsak spesifik transgenik yaklaşımlar kullanılarak aşırı ifade modelleri de oluşturuldu.
Ayrıca, sucroz, glukoz, dekstrin ve yapay tatlandırıcılar gibi doğal şekerler için tercihleri değerlendirmek için iki şişe seçim testi de dahil olmak üzere davranış testleri yapıldı, bu da araştırmacılara şeker tercihinin metabolik ve duyusal düzenlemesini ayırt etmelerini sağladı.
Pantothenate’nin Çift Rolü
Bu metabolit, sadece şeker tercihini modüle etmekle kalmaz, aynı zamanda açlık kan şekeri seviyelerini de düşürür, bu da diyabet ve metabolik bozukluklar için terapötik potansiyelini vurgular.
Araştırmacılar, bağırsak Ffar4 ekspresyonu ile ilişkilendirilen mikrobiyal kompozisyon değişikliklerini tanımlamak için 16S ribozomal ribonükleik asit (rRNA) sekanslama kullanmıştır. Çalışma, bağırsak bakterisi olan Bacteroides vulgatus üzerinde yoğunlaşmış ve intestinal Ffar4 ekspresyonu ile ilişkili değişiklikleri doğrulamak için dışkı mikrobiyota nakli (FMT) ve ko-housing deneyleri kullanmıştır.
Yüksek verimli metabolomik profil oluşturma, B. vulgatus tarafından üretilen farklı metabolitleri tanımlamak için yapılmıştır. Ayrıca, şeker tercihi ile güçlü bir şekilde ilişkili olan pantothenate, besleme deneyleri kullanılarak daha fazla incelenmiştir. Ayrıca, glukagon benzeri peptid 1 (GLP-1) gibi bağırsak hormon salgılamasının etkileri, in vivo ve in vitro olarak enterendokrin hücre hatları kullanılarak değerlendirilmiştir.
Son olarak, GLP-1’in karaciğer fibroblast büyüme faktörü 21 (FGF21) üretimi üzerindeki sonuçlarını değerlendiren çalışma, Ffar4’ün ana düzenleyicisi olduğunu doğrulamak için rekombinant protein ve gen knockout modellerini de kullanmıştır.
Temel Bulgular
Araştırmacılar, diyabetik hastalarda ve fare modellerinde azalan Ffar4 ekspresyonunun, beslenme şekeri tercihinin arttığı ile ilişkili olduğunu gözlemlediler. Bu ilişki, sistemik ve bağırsak spesifik Ffar4 knockout farelerde yüksek şeker tercihi sergileyen bir ilişkiyi daha da doğruladı. Tersine, bağırsak Ffar4 aşırı ifadesine sahip farelerin şeker tercihinin azaldığını gösteren bir çalışma, reseptörün düzenleyici rolünü doğruladı.
Ayrıca, bağırsak mikrobiyom analizi, bağırsak Ffar4 ekspresyonu ile ilişkili önemli bakteriyel kompozisyon değişikliklerini gösterdi. Özellikle, B. vulgatus’un Ffar4 eksik farelerde azaldığı, aşırı ifade olanlarda ise arttığı gözlemlendi. FMT ve ko-housing deneyleri, knockout farelerde B. vulgatus’un geri yüklenmesinin şeker tercihini azalttığını gösterdi.
GLP-1 ve FGF21 bir geri bildirim döngüsü oluşturur: Yüksek GLP-1 karaciğer FGF21 üretimini uyararak, sırasıyla şeker tüketimini düzenler, bu da beslenme davranışı açısından merkezi bir bağırsak-karaciğer-hormon etkileşimini sergiler.
Metabolomik profillemesi aracılığıyla B. vulgatus’un anahtar metaboliti olarak tanımlanan pantothenate, şeker tercihinin düzenlenmesinde bir aracı olarak ortaya çıktı. Araştırmacılar, Ffar4 knockout ve diyabetik farelerde hem pantothenate takviyesinin hem de şeker tercihinin ve açlık kan şekeri seviyelerinin düşmesini azalttığını buldu. Daha fazla çalışmalar, pantothenate’in besin alımını etkileyen bilinen bir bağırsak hormonu olan GLP-1’in salgılanmasını teşvik ettiğini ortaya çıkardı.
Ayrıca, artan GLP-1 seviyelerinin karaciğerde FGF21 üretimini uyardığı ve şeker tercihini azalttığı gözlendi. GLP-1 uygulaması ayrıca Ffar4 eksik farelerde şeker tercihini azaltırken, FGF21 knockout farelerin şeker tercihinde düzenleme kaybı yaşadığı görüldü. Dahası, rekombinant FGF21, Ffar4 silinmesinin şeker tercihi üzerindeki etkilerini tersine çevirdi.
Bu bulgular, Ffar4, B. vulgatus, pantothenate, GLP-1 ve FGF21 arasında bir mekanistik yolun varlığını gösterdi, beslenme şekeri tercihini birlikte düzenleyen bir yol. Bu yol, bağırsak mikrobiyotası ile ev sahibi metabolizma arasındaki etkileşimi vurgulayarak, şeker tüketimi ve ilişkili metabolik bozukluklarla mücadele etmek için potansiyel terapötik hedefler sunar.
Sonuçlar
Genel olarak, çalışma, bağırsak Ffar4 ekspresyonunun bağırsak mikrobiyotunu ve metabolitleri düzenleyerek beslenme şekeri tercihini düzenlediğini göstermiştir. Bağırsaktan gelen B. vulgatus’tan elde edilen metabolit olan pantothenate, şeker tüketimini azaltmak için GLP-1 ve FGF21 salgısını etkileyen anahtar bir aracı olarak bulunmuştur.
Bu bulgular, beslenme davranışının metabolik kontrolü hakkında yeni perspektifler sunmuş ve şekerle ilişkili metabolik bozuklukları yönetmek için potansiyel terapötik hedefler önermiştir.